दो-अपने आप को हल्का संगीत उपहार

यह एक ऐसे उपकरण के बारे में होगा जो निर्माण के लिए बहुत सरल है (यहां तक ​​कि शुरुआती शौकिया इलेक्ट्रॉनिक्स इंजीनियर के लिए भी), लेकिन एक ही समय में बेहद दिलचस्प और उपयोगी है - एक इलेक्ट्रॉनिक "संगीत बॉक्स"। इसके अलावा, एक उदाहरण के रूप में, मैं इस उपकरण के संभावित अवतार और अनुप्रयोगों में से एक के बारे में दिखाऊंगा और बात करूंगा - अपनी प्रेमिका के आधार पर किए गए अंतिम उपहार के बारे में।

सृष्टि का इतिहास

मामले से संबंधित कई पत्र काफी अप्रत्यक्ष रूप से होंगे, और यदि आप चाहें, तो आप सीधे डिवाइस के विवरण पर जा सकते हैं।

यह सब बहुत समय पहले शुरू हुआ था, कुछ साल पहले, जब मैं लड़की को कुछ दिलचस्प, मूल और यादगार जन्मदिन बनाना चाहता था। और इसे स्वयं करना सुनिश्चित करें। छुट्टी से पहले बहुत कम समय था, दो दिन जिसके लिए कुछ के साथ आने के लिए आवश्यक था और वास्तव में, इसका एहसास। दिन विचार में खो गया था - मेरे सिर में सैकड़ों विभिन्न विकल्प, सभी प्रकार के एलईडी "चमकती रोशनी" से लेकर विभिन्न इलेक्ट्रो-मैकेनिकल शिल्पों तक। लेकिन यह सब ऐसा नहीं था: यह या तो बहुत सरल था और पीटा गया था, या इसके विपरीत, यह काफी मुश्किल था (लेकिन वहाँ बिल्कुल भी समय नहीं बचा था!)। अचानक, एक सरल, लेकिन अद्भुत, जैसा कि यह निकला, मेरे दिमाग में विचार आया: क्यों न एक संगीत पोस्टकार्ड बनाया जाए? और मूल नहीं, बल्कि एक "चिप" के साथ, मूल राग के साथ। इसके अलावा, हमारे पास "हमारा अपना गीत" था, जिससे हम मिले और जिसके कारण हमें हर तरह की सुखद रोमांटिक यादें और अनुभव प्राप्त हुए।
तो "संगीत बॉक्स" का पहला संस्करण पैदा हुआ था, पूर्वज, इसलिए बोलने के लिए। PIC12F675, एक पीज़ोडायनामिक्स, एक फोटोडायोड, प्रतिरोधों की एक जोड़ी, तीन-वोल्ट तत्व 2016 से एक बहुत ही सरल, व्हीप्ड-अप माउंटेड इंस्टॉलेशन और फ़ोटोशॉप में खींचे गए पोस्टकार्ड में पैक किया गया है। नतीजतन, यह पोस्टकार्ड एक आयत के साथ एक ही राग को पंजीकृत करने में सक्षम था जब खोलने (और फोटोडायोड पर प्रकाश प्राप्त करना)। इतना सहज और सरल।
लेकिन यह विचार कट्टर-सफल निकला, मेरी अपेक्षा से कई गुना अधिक। बाद में मैंने अपने दोस्तों के अनुरोध पर कुछ और ऐसे सरल कार्ड बनाए, उनकी आत्मा साथी के लिए। और प्रत्येक मामले में, इस तरह के एक उपहार ने खुद को और अपने माता-पिता, दोस्तों और परिचितों के बीच बहुत सारी भावनाओं को पैदा किया :)
बहुत समय बीत गया, सब कुछ घूम गया, परियोजना को भुला दिया गया। लेकिन ऐसा हुआ कि मुझे फिर से संगीत बॉक्स याद आ गया। इस बार 8 मार्च के लिए गिफ्ट होना था। उस समय, मैंने Atmel microcontrollers का सक्रिय रूप से अध्ययन किया, विशेष रूप से, मैंने ATtiny45 के साथ खेला, और मैंने इसके लिए संगीत मॉड्यूल में सुधार करने का निर्णय लिया। इसके अलावा, इस समय बहुत समय था। फिर यह सब शुरू हो गया।
इंटरनेट पर विभिन्न जानकारी की तलाश में, मैं श्री चान के पास व्यापक रूप से संकीर्ण सर्कल साइट में जाना जाता है। विशेष रूप से, इसके डिजाइनों में से एक, एक लघु सिंथेसाइज़र , बस मेरी प्यारी एमके पर :) कुछ समय पहले मैंने PIC18 पर चार-चैनल सिंथेसाइज़र को लगभग समाप्त कर दिया था, लेकिन, अफसोस, मैंने अपने दिलों में उपलब्धियों को नष्ट कर दिया (जो मुझे एक से अधिक बार अफसोस है)। और चान का डिजाइन पूरी तरह से आत्मनिर्भर और पूर्ण था। यह केवल "ट्रिगर" को जोड़ने और जाने के लिए बना रहा!
मैंने कोड को थोड़ा समाप्त कर दिया और ट्रिगर तैयार हो गया। लेकिन फिर सबकुछ कुछ कम हो गया। मुख्य डिजाइन समस्या यह थी कि यह बहुत शांत लग रहा था। कोई फर्क नहीं पड़ता कि मैंने कैसे कोशिश की, एक सीधी ड्राइव के साथ, एमके पिंस से डायनामिक्स चुपचाप निकला और यही है! नतीजतन, एक शक्ति-प्रवर्धक को जोड़ने के लिए एक मजबूत इच्छाशक्ति वाला निर्णय लिया गया था। चुनाव LM4900 पर गिर गया, जो तब टेराइलेक्ट्रॉनिक्स में उपलब्ध था। फिर से, मुझे श्री चान के कोड में कुछ और बदलाव करने थे ताकि सिंथेसाइज़र ने बाहरी एम्पलीफायर के साथ सही ढंग से काम किया - ऊर्जा-बचत वाले पैर को नियंत्रित करने के लिए, ताकि निष्क्रिय होने पर amp बैटरी न खाए और पीडब्लूएम को फिर से कॉन्फ़िगर करके सही ढंग से एक पिन से सिग्नल का उत्पादन कर सके। इन परिवर्तनों के बाद, प्रोटोटाइप ने पूरी तरह से काम किया। फिर मैंने बोर्ड के पहले संस्करण को आकर्षित किया (जिसमें, बाद में यह निकला, कैंट क्रेप में :) और संगीत बॉक्स को मानवीय रूप से इकट्ठा किया। इसके अलावा, पीटा ट्रैक के साथ सब कुछ - एक घर का बना पोस्टकार्ड, मॉड्यूल स्थापना और उपहार देना।
बेशक, यह उपकरण पिछले वाले की तुलना में कई गोल अधिक था - "वास्तविक" बॉक्स और पॉलीफोनी की बहुत यथार्थवादी ध्वनि ने खुद को महसूस किया :) वर्तमान, अतीत की तरह, एक लंबे समय से पहले, एक सनसनी का कारण बना। और मैं अपने दोस्तों के लिए लगभग एक दर्जन ऐसे मॉड्यूल भी इकट्ठा किया।

अब डिवाइस के बारे में ही

मॉड्यूल का वर्तमान संस्करण, एक पंक्ति में तीसरा, कुछ और बदलाव और एक दिलचस्प नवाचार शामिल है - एक प्रकाश और संगीत चैनल , जिससे आप कनेक्ट कर सकते हैं, उदाहरण के लिए, एक एलईडी। लेकिन पहले बातें पहले।

आइए योजना से शुरू करें, यह बहुत सरल है:

उसका दिल माइक्रोकंट्रोलर ATtiny45 / 85 है । वह लगा हुआ है, वास्तव में, संगीत के संश्लेषण में, प्रकाश और संगीत चैनल और एम्पलीफायर की ऊर्जा की बचत को नियंत्रित करता है। दूसरा सबसे महत्वपूर्ण तत्व TPA301D साउंड पावर एम्पलीफायर है। एक स्पीकर एम्पलीफायर से जुड़ा है, जो मॉड्यूल के बाहर स्थित है। एक BC847 ट्रांजिस्टर भी है जो प्रकाश और संगीत चैनल और कई निष्क्रिय तत्वों को नियंत्रित करता है - प्रतिरोधक और कैपेसिटर । यह सब 2-3 क्षारीय कोशिकाओं (उदाहरण के लिए, एएए) द्वारा संचालित होता है जो एक बाहरी बैटरी पैक (सबसे आम, चीनी) में स्थित है। जैसा कि आप देख सकते हैं, योजना वास्तव में प्राथमिक है।

सर्किट के संचालन का सिद्धांत

अधिकांश समय डिवाइस स्लीप मोड में है। एमके पर स्विच करने के तुरंत बाद फर्मवेयर की कमान पर सो जाता है, पहले एम्पलीफायर को "इच्छामृत्यु" करता है, अपने पैर पर "SHUTDOWN" को एक उच्च स्तर ("एमके के अंदर" बिजली की आपूर्ति " " के लिए कमजोर पैर उठाकर "PB0" कनेक्ट करके) की स्थापना करता है। एमके "PB2 / INT0" पैर से रुकावट पर उठता है। प्रारंभ में, पैर को एमके के अंदर "+" बिजली की आपूर्ति तक खींच लिया जाता है और इसे जमीन पर बंद कर दिया जाना चाहिए।
"PB1 / OC1A" MK पैर से, ध्वनि PWM सिग्नल, वाहक से इसे फ़िल्टर करने के लिए, सरलतम क्रम-क्रम RC RC ( R2-C3 ) से होकर गुजरता है, जिसकी गणना की जानी चाहिए (और हमारे मामले में इसे "पता लगाया जा सकता है") कटऑफ आवृत्ति, वाहक आवृत्ति का बहुत कम (दस गुना)। और अवरुद्ध संधारित्र सी 2 के माध्यम से फ़िल्टर्ड सिग्नल, पहले से ही एम्पलीफायर इनपुट को खिलाया जाता है।
एमके अतिरिक्त, प्रकाश और संगीत चैनल को नियंत्रित करता है। इसके लिए, एनपीएन ट्रांजिस्टर Q1 को कुंजी मोड में उपयोग किया जाता है, जिसका आधार पीबी 4 / ओसीसीबी एमके के पैर से वर्तमान-सीमित अवरोधक आर 1 के माध्यम से जुड़ा हुआ है। एक सीमित अवरोधक ( R3 ) कलेक्टर सर्किट में भी हो सकता है - यह अतिश्योक्तिपूर्ण नहीं होगा। ट्रांजिस्टर भी PWM सिग्नल द्वारा संचालित होता है। सब कुछ बहुत सरलता से किया जाता है - "अरुडिनो" से "ब्लिंकिंग" एल ई डी की सबसे अच्छी परंपरा में :)
बिजली की आपूर्ति के अनुसार, एक डिकंपलिंग टैंटलम ( C1 ) है, जो एम्पलीफायर की सबसे सरल बॉडी किट है, जो डिकॉउलिंग ( C4 ) की भूमिका निभाते हैं और लाभ (वॉल्यूम) को समायोजित करते हैं, सामान्य तौर पर, यह डेटाशीट में एम्पलीफायर पर जासूसी करता है। यदि आवश्यक हो, तो इनपुट प्रतिरोधक R4 और प्रतिक्रिया अवरोधक R5 के प्रतिरोधों के अनुपात के OU विधि के लिए सबसे आम का उपयोग करके KU की बहुत सटीक गणना की जा सकती है, क्योंकि वॉल्यूम विशिष्ट स्पीकर या डिज़ाइन के लिए समायोजित करने के लिए उपयोगी हो सकता है।

सर्किट बोर्ड

अपमान के लिए सरल, डिप्रेस में तैयार:

यह तीसरा संस्करण है, जो पिछली सभी कमियों को ध्यान में रखता है।
बोर्ड को सतह बढ़ते और एक तरफा के लिए डिज़ाइन किया गया है, जो अपने घर के निर्माण की प्रक्रिया को सरल करता है। आप किसी भी विधि का उपयोग कर सकते हैं: लेजर-इस्त्री, फोटोग्राफिक विधि या यहां तक ​​कि एक मार्कर (एक शौकिया के लिए) के साथ पटरियों को भी खींच सकते हैं।
सभी तत्व 0805 ("शून्य" जंपर्स सहित) हैं, टैंटलम ए या बी है, ट्रांजिस्टर एसओटी 23 में है और एमके एसओ -8 में एम्पलीफायर के साथ है। सभी "परिधीय" घटक - बैटरी पैक, स्पीकर, एल ई डी और एक बटन (फोटोरेसिस्टर, रीड स्विच) बोर्ड पर संबंधित "सर्कल" में मिलाप किए जाते हैं। वह सब है।

सॉफ्टवेयर भाग

श्री चैन के संश्लेषण का मूल उद्देश्य अपरिवर्तित रहा है। एमके के साथ स्पीकर के "डायरेक्ट ड्राइव" की अस्वीकृति के कारण केवल पीडब्लूएम आउटपुट विधि थोड़ी बदल गई है। उन्होंने एक "ट्रिगर", MK और एम्पलीफायर के पावर प्रबंधन को जोड़ा, और प्रकाश और संगीत चैनल को नियंत्रित करने के लिए एक कोड भी लिखा, जो इस तरह से काम करता है: स्कोर से एक विशेष घटना पर, "रोशनी" सही स्थानों पर एलईडी, और फिर धीरे-धीरे इसे बुझाता है। खैर, और "पोर्टेड" (दृढ़ता से कहा, निश्चित रूप से) सुविधा के लिए स्टूडियो के लिए कोड।
कोड AVR असेंबलर में लिखा गया है और इसमें कई फाइलें शामिल हैं: "mbox.asm" - वास्तव में, प्रोग्राम ही; "Notes_pitch.inc" - नमूने में पॉइंटर की स्थिति के वृद्धि गुणांक (जो, परिणामस्वरूप, पिच) के रूप में स्कोर में उपयोग किए गए नोटों के नाममात्र के पत्राचार को इंगित करता है; "Wavetable.inc" - नमूना डेटा ("तालिका") और क्षय वक्र "क्षय"; और "score.inc" , जैसा कि आप शायद नाम से अनुमान लगाते हैं , इसमें किए गए कार्य का स्कोर, "नोट्स" शामिल है।
प्रारंभ में, "wavetable.inc" में, बॉक्स की ध्वनि "स्वयं द्वारा अंकित" थी। लेकिन यदि आवश्यक हो और वांछित हो, तो इसे सहायक स्क्रिप्ट "wav2asm.pl" का उपयोग करके, या बस हाथ से किसी अन्य को बदला जा सकता है।
स्थिति स्कोर के साथ अधिक जटिल थी। शुरू में, उन्हें हाथ से लिखना चाहिए था, जो निस्संदेह, मसोकिस्टिक लोगों के लिए बहुत खुशी लाएगा, खासकर अगर स्कोर पूरी तरह से जटिल है।
ऐसे व्यक्ति के लिए यह आसान होगा जो अपने स्कोर का उपयोग करने जा रहा है और संभवतया, कम से कम कुछ हद तक संगीत और संगीत संकेतन से परिचित है, किसी भी उपलब्ध संगीत संपादक में स्कोर आकर्षित करने और इसे किसी तरह से उपयोग करने के लिए। ऐसा करने के लिए, मैंने एक विशेष कनवर्टर प्रोग्राम लिखा, जो कि प्रारूप 0 के मिडी फ़ाइल को "इनपुट" के रूप में स्वीकार करता है और तैयार फ़ाइल को "output.in" स्कोर "cc" को देता है। यह स्वतंत्र रूप से पहले चैनल में पाए जाने वाले सभी नोटों के लिए एलईडी इग्निशन की घटनाओं की व्यवस्था कर सकता है, अर्थात्, यदि मेलोडी शुरू में तार्किक रूप से संगत से अलग हो जाती है और मिडी फ़ाइल के पहले चैनल में डाल दी जाती है, तो हमें एक ऐसा स्कोर मिलेगा जो एलईडी को मेलोडी के साथ बीट करने के लिए प्रकाश देगा, यदि हम चाहते हैं और एक डावा डालते हैं। वास्तव में, यह शायद एक अतिरिक्त चैनल के संचालन के लिए सबसे सुंदर विकल्पों में से एक है।
कार्यक्रम परिणामी स्कोर को एक या दो सप्तक से ऊपर / नीचे स्थानांतरित कर सकता है, जो कुछ मामलों में स्कोर लिखने के काम को बहुत सुविधाजनक बना सकता है।
कार्यक्रम का इंटरफ़ेस सरल, स्पष्ट और स्पष्ट दिखता है, और डेल्फी के स्रोत किट में शामिल हैं:



वैसे, जैसा कि मुझे नियत समय में संकेत दिया गया था (किसी कारण से मैंने इसके बारे में बिल्कुल भी नहीं सोचा था), इंटरनेट पर बहुत सारे संसाधन हैं जहां आप वांछित धुनों के साथ तैयार मिडी प्राप्त कर सकते हैं। उन्हें केवल मेरे कनवर्टर में उपयोग के लिए थोड़ा संशोधित करने की आवश्यकता होगी। और कुछ को संशोधित भी नहीं करना पड़ सकता है।

आपको और क्या चाहिए?

मान लीजिए कि आपने सभी आवश्यक घटकों को खरीदा / हटाया है, एक सर्किट बोर्ड को एक या दूसरे तरीके से बनाया है, या, एक विकल्प के रूप में, बस एक दीवार पर चढ़कर स्थापना के साथ सब कुछ मिलाप किया। आपको और क्या चाहिए? आपको एक प्रोग्रामर की आवश्यकता है। यदि आप पहले से ही AVR के साथ काम कर रहे हैं या कर रहे हैं, तो आप सबसे अधिक संभावना पहले से ही एक है। और इसलिए, उदाहरण के लिए, सैकड़ों अवतारों या किसी अन्य में "USBasp" उपयुक्त है। अलौकिक कुछ भी नहीं है। सब कुछ के साथ संग्रह में, पहले से ही एक संकलित बाइनरी है जिसे तुरंत नियंत्रक पर अपलोड किया जा सकता है और उपयोग किया जा सकता है यदि कुछ को संपादित करने और पुनर्निर्माण करने का कोई इरादा नहीं है।

आवेदन

और अब, जैसा कि वादा किया गया था, मैं मॉड्यूल के सैकड़ों संभावित अनुप्रयोगों में से एक को बताऊंगा और दिखाऊंगा, संगीतमय गुलाब कावासाकी।
रोमा कावासाकी , ओरिगामी मास्टरपीस में से एक, सामान्य रूप से एक अलग बड़ा विषय है, जिसे आप इंटरनेट पर खुद को पूरी तरह से परिचित कर सकते हैं।
संरचनात्मक रूप से, छोटी चीज़ स्वयं दो भागों से बनी होती है:
पहला, एक गुलाब , कागज की एक रंगीन शीट से मुड़ा हुआ है और पत्तियों के साथ एक मुड़ डंठल से चिपका है (रंगीन पेपर से भी मुड़ा हुआ है)। एक मोटी तांबे की तार स्टेम (ताकत के लिए) के अंदर से गुजरती है और एक छोटा सा नियोडिमियम चुंबक बहुत नीचे छिपा होता है।
दूसरा भाग, एक फूलदान , काट दिया जाता है और मोटी सफेद कार्डबोर्ड से चिपकाया जाता है। इसके अंदर मॉड्यूल स्वयं स्थापित किया गया है, एक स्पीकर (कपास ऊन से भरा एक गूंजती मात्रा के लिए सरेस से जोड़ा हुआ), सुपर उज्ज्वल सफेद चौड़े कोण एल ई डी, ठीक मैले कपड़े के साथ उलझा हुआ और बैटरी के लिए आसान पहुंच के लिए फूलदान के नीचे एक बैटरी पैक निर्धारित है। और, ज़ाहिर है, रीड स्विच एक "ट्रिगर" है, जो स्टेम में एक चुंबक के साथ मिलकर काम करता है। यह इस तरह से स्थापित किया जाता है कि गुलाब को फूलदान से हटाए जाने पर मॉड्यूल सक्रिय हो जाता है।
योजनाबद्ध रूप से, यह कुछ इस तरह दिखता है:



और यहाँ प्रोटोटाइप की कुछ तस्वीरें हैं:





और वीडियो काम करता है। रचना "कोमलता" वीडियो पर खेलती है, जिसे मैंने बॉक्स के लिए स्थानांतरित कर दिया है, और जिसे संग्रह में स्रोत (सिबेलियस में टाइप किया गया) और एक मिडी, और एक तैयार किए गए स्कोर के रूप में शामिल किया गया है:



हमेशा की तरह, वीडियो में सामान्य ध्वनि के साथ मेरी अनन्त समस्या खुद को महसूस करती है। एक हजार माफी। यदि आप सामान्य गुणवत्ता में सुनने में रुचि रखते हैं कि डिजाइन कैसा लगता है, तो आप यहां से सहानुभूति डाउनलोड कर सकते हैं ।
यह डिजाइन के संभावित अनुप्रयोगों में से एक है। आप अपने मॉड्यूल का उपयोग कैसे करते हैं यह आपकी कल्पना पर निर्भर करेगा;)
मैं केवल आपको इस कठिन रचनात्मक मामले में सफलता की कामना कर सकता हूं।
अपने प्रियजनों को खुशी दें!

आप फ़र्मवेयर, प्रोग्राम और सर्किट और बोर्ड, स्कोर और अन्य सामग्रियों की ड्राइंग के स्रोतों के साथ संग्रह डाउनलोड कर सकते हैं।